培养高中生的物理模型思维能力之我见

王昶淳

摘 要：物理学科是一门实践性很强的学科，对我们的逻辑思维能力和判断能力有很大的锻炼，在物理学习过程中，很多学生感觉难度较大，对很多知识点不能理解，作为高中生的我们来讲，必须要逐渐改变传统的思维模式，建立全新的模型思维和创新思维，对各种物理问题进行思考。

关键词：高中物理 高中学生 模型思维 创新思维

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-9082（2018）03-0-01

引言

物理模型思维能力是学习物理知识过程中最需要的一种能力，也是培养物理创新思维的基础，是认知和改造自然的重要思维能力。然而在学习生活中，有些同学对物理课程的兴趣度不是很高，我认为有两个方面原因，一个是由于物理知识本身体系复杂，新概念和知识点比较多，我们在学习的时候并不能真正理解它们，挫败感久而久之产生了厌恶情绪;另一个则是由于当前的教育考核结构使得很多老师在讲解的时候并不重视同学的理解内化能力，以能否作对题为准。作为一个高中生，我们首先应该要改变对物理课程的认知，物理是一门很深奥的科学，在学习过程中应该要建立模型思维，抓住事物的主要因素和本质特征，将各种复杂的物理问题简单化，从而真正解决各种实际问题。

一、物理模型思维的重要性

与初中物理相比，高中物理的内容发生了很大变化，内容更复杂，难度加深，灵活性强，因此对我们的能力要求也越来越高，尤其是要培养解决问题的思维能力，而不仅仅是记忆各种知识点，按部就班地解答问题。

在学习过程中，学习内容和任务发生变化，促使我们必须要转变思维方式，从具体运算模式转变为形式运算模式，即要在学习过程中观察、分析、归纳、推理，从而构建出完整的物理模型，老师的任务就是要帮助我们建立模型思维，而我们自己，需要通过各种方法与手段，自主学习，建立模型思维。物理模型思维对这门课来讲十分重要，体现在几个方面：

第一，有利于形成清晰的物理概念。物理知识是反映物理现象以及过程的内容，这些内容是物理事实的抽象体现，不仅是物理基础知识的重要组成部分，还是构成物理规律和公式的理论基础，物理概念中有很多内容都是以模型的形式出现的，即概念模型，这些概念模型是根据物理现象和事实抽象出来的，用来表征物质属性、描述物质运动状态的。通过自己的学习以及和其他同学讨论发现，当前我们对于建立模型的方法和技巧的掌握还不够，而真正建立其模型，则有助于理解物理知识的本质和联系，有利于建立起专门的物理意识，这也是物理学习过程中的关键。

第二，有利于解决实际问题。学习物理的目的并不仅仅是掌握物理规律，还要学会使用物理知识来解决各种实际问题，对现实生活中的现象进行解释。在物理课程中，每一个具体的物理知识所对应的物理现象或者物理过程，其实都有一个与之相对应的物理模型，要想解释物理现象，解决物理问题，就必须要学会对物理对象进行抽象简化处理，在脑海中建立一个合适的物理模型，一旦能建立模型，很多物理问题就能迎刃而解。

第三，有利于提高自主学习能力和问题分析能力。在物理知识学习过程中，处理每一个物理过程，建立每一个物理模型，其实都是对物理问题进行分析的过程。当前我们缺乏的就是自主思考和分析问题的能力，很多时候都跟着教师的思维和引导方向学习，长期下来，缺乏自主思考能力，也很难在学习过程中建立起抽象思维。

二、高中物理学习过程中如何建立物理模型思维

1.分清主次关系

物理模型主要有两种，一种是对象模型，一种是过程模型，物理模型是在对物理过程或者物理对象进进行分析之后所得出的，为了更好地建立其物理模型，应该要分清事物的主要矛盾和次要矛盾，主要矛盾是决定性因素，次要矛盾是次要性因素，分清楚这两个内容之后就更容易理解事物的本质规律。在高中物理学习过程中，基本的物理过程模型和典型情景有：直线运动模型、平抛类动模型、圆周运动模型、碰撞反冲爆炸模型、简谐振动模型、弹簧双振子情景、板块情景等。各种物理问题其实都是围绕着这些模型或者情景的展开的，在学习过程中拿到一个物理问题，首先要分析问题的核心，找到与问题相对应的模型，只有这样才能将物理问题简单化、模型化、具体化，有助于解决各种物理问题。所以，无论物理题目如何变化，只要能找到物理模型成立的条件，并且能够根据这些条件正确地把握对象和过程模型，则可以建立起物理规律模型。

2.把握物理核心规律

物理学科中有很多核心规律，对这些核心规律进行掌握，分析物理核心规律的内容和本质，也有助于建立物理模型。经过归纳总结发现，经典物理学中的核心规律有动力学及运动学规律、动量定理、动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律等，每一种基本物理模型都可以用核心的规律进行描述，将复杂的物理问题细化、简化，而且在运用每一种规律的时候都可以遵循一定的规范。例如下面的问题：

一个质量为M的木块静止在光滑的水平桌面上，一个质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块，当子弹射入木块的距离为d时，子弹与木块相对静止，并以速度v和木块匀速前进。在子弹射入的过程中，木块沿着桌面移动的距离为L，木块对子弹的平均阻力为f，那么在这一过程中能量的变化情况是什么样的？给出了四个选项：A.子弹的机械能减少，而且减少量为fL. B.木块的机械能增加，增加的机械能为fL. C. 子弹和木块整体损失的机械能为fd. D.子弹和木块整体损失的机械能为f（L+d）.

对这个问题进行分析可以得出正确答案为B和C。拿到这个问题，首先要在脑海中建立动能定理模型，对木块而言，可以得到其动能变化为fL= Mv2—0，由此可知，B是正确的。对子弹而言，根據动能定理可以得到-f（L+d）=mv2— mv02，，所以A是错误的，结合两个答案可以知道子弹和木块整体损失的机械能为fd.

三、结语

以上分析可以看出，在我们高中物理学习过程中，由于各种物理知识点十分复杂，一些物理规律深奥难懂，为了更好地学习，应该要逐渐培养自己形成模型思维和创新思维，学会建立物理模型，将物理问题转化为与之相对应的物理模型和物理关系，利用具体的物理模型求解，从而不断提高物理学习水平。

参考文献

[1]程红光. 高中物理教学中的模型构建及其实践[D].华中师范大学，2012.